Джон Уильям Страт, 3-й барон Рэлей , OM PC FRS ( / ˈr eɪ l i / ; 12 ноября 1842 – 30 июня 1919) был английским математиком и физиком , внесшим большой вклад в науку . Он провел всю свою академическую карьеру в Кембриджском университете . Среди многих почестей он получил Нобелевскую премию по физике 1904 года «за исследования плотностей важнейших газов и за открытие аргона в связи с этими исследованиями». Он был президентом Королевского общества с 1905 по 1908 год и канцлером Кембриджского университета с 1908 по 1919 год.
Рэлей дал первую теоретическую трактовку упругого рассеяния света частицами, намного меньшими длины волны света, явление, теперь известное как « рэлеевское рассеяние », которое, в частности, объясняет, почему небо голубое. Он изучил и описал поперечные поверхностные волны в твердых телах, теперь известные как « волны Рэлея ». Он внес большой вклад в динамику жидкостей , с такими понятиями, как число Рэлея ( безразмерное число, связанное с естественной конвекцией ), поток Рэлея , неустойчивость Рэлея–Тейлора и критерий Рэлея для устойчивости потока Тейлора–Куэтта . Он также сформулировал циркуляционную теорию аэродинамической подъемной силы . В оптике Рэлей предложил известный критерий углового разрешения . Его вывод закона Рэлея–Джинса для классического излучения черного тела позже сыграл важную роль в рождении квантовой механики (см. ультрафиолетовая катастрофа ). Учебник Рэлея «Теория звука» (1877) до сих пор используется акустиками и инженерами. Он ввел тест Рэлея на круговую неоднородность, которую наглядно демонстрирует график Рэлея .
Стратт родился 12 ноября 1842 года в Лэнгфорд-Гроув, Мэйпол-Роуд в Малдоне , Эссекс . [3] В ранние годы он страдал от слабости и плохого здоровья. [4] Он учился в Итонском колледже и школе Харроу (каждый в течение короткого периода), [5] прежде чем поступить в Кембриджский университет в 1861 году, где изучал математику в Тринити-колледже, Кембридж . Он получил степень бакалавра искусств ( старший вранглер и 1-я премия Смита ) в 1865 году и степень магистра искусств в 1868 году . [6] Впоследствии он был избран в стипендию Тринити. Он занимал этот пост до своей женитьбы на Эвелин Бальфур, дочери Джеймса Мейтленда Бальфура , в 1871 году. У него было трое сыновей. [5] В 1873 году, после смерти своего отца, Джона Стрэтта, 2-го барона Рэлея, он унаследовал баронство Рэлея . Рэлей был избран членом Королевского общества 12 июня 1873 года.
Страт был вторым профессором физики в Кембриджском университете (после Джеймса Клерка Максвелла ) с 1879 по 1884 год. Он впервые описал динамическое парение морских птиц в 1883 году в британском журнале Nature . [7] С 1887 по 1905 год он был профессором естественной философии в Королевском институте .
Около 1900 года Рэлей разработал дуплексную (комбинацию двух) теорию локализации звука человеком с использованием двух бинауральных сигналов , межушной разности фаз (IPD) и межушной разности уровней (ILD) (на основе анализа сферической головы без внешних ушных раковин ). Теория утверждает, что мы используем два основных сигнала для латерализации звука, используя разницу в фазах синусоидальных компонентов звука и разницу в амплитуде (уровне) между двумя ушами.
Он получил степень доктора математики ( honoris causa ) в Королевском университете Фредерика 6 сентября 1902 года, когда там праздновали столетие со дня рождения математика Нильса Хенрика Абеля . [8] [9]
В 1904 году ему была присуждена Нобелевская премия по физике «за исследования плотностей важнейших газов и за открытие аргона в связи с этими исследованиями».
Во время Первой мировой войны он был президентом правительственного Консультативного комитета по аэронавтике , который располагался в Национальной физической лаборатории и возглавлялся Ричардом Глейзбруком . [10]
В 1919 году Рэлей занимал пост президента Общества психических исследований . [11] Будучи сторонником того, чтобы простота и теория были частью научного метода, Рэлей выступал за принцип подобия .
Рэлей занимал пост президента Королевского общества с 1905 по 1908 год. Время от времени он принимал участие в заседаниях Палаты лордов ; однако он высказывался только в тех случаях, когда политика пыталась вмешаться в науку.
Рэйли женился на Эвелин Джорджиане Мэри (урожденной Бальфур). Он умер 30 июня 1919 года в своем доме в Уитхэме , Эссекс. [5] [12] Ему наследовал, как 4-й лорд Рэйли, его сын Роберт Джон Стратт , другой известный физик. Лорд Рэйли был похоронен на кладбище церкви Всех Святых в Терлинге , Эссекс.
Рэйли был англиканцем . Хотя он не писал о взаимоотношениях науки и религии, он сохранил личный интерес к духовным вопросам. [13] Когда его научные работы должны были быть опубликованы в сборнике Cambridge University Press , Стратт хотел включить цитату из Библии , но его отговорили делать это, как он позже сообщил:
Когда я выносил свои научные статьи, я предложил девиз из Псалмов : «Велики дела Господни, вожделенны для всех, кто любит их». Пресс-секретарь со многими извинениями предположил, что читатель может подумать, что я и есть Господь. [14] [15]
Но его желание сбылось, и цитата была напечатана в пятитомном сборнике научных трудов. В письме к члену семьи он писал о своем неприятии материализма и говорил об Иисусе Христе как о моральном учителе:
Я никогда не считал материалистический взгляд возможным, и я смотрю на силу, выходящую за рамки того, что мы видим, и на жизнь, в которой мы можем, по крайней мере, надеяться принять участие. Более того, я думаю, что Христос и, конечно, другие духовно одаренные люди видят дальше и вернее, чем я, и я хочу следовать за ними, насколько это возможно.
— Рэлей (1910) [16] [17] [18]
Он интересовался парапсихологией и был одним из первых членов Общества психических исследований (ОПИ). Он не был убежден в спиритизме, но оставался открытым для возможности сверхъестественных явлений. [19] Рэйли был президентом ОПИ в 1919 году. Он выступил с президентской речью в год своей смерти, но не пришел ни к каким определенным выводам. [20] [21]
В его честь названы лунный кратер Рэлей , а также марсианский кратер Рэлей . [22] [23] Астероид 22740 Рэлей был назван в его честь 1 июня 2007 года. [24] Тип поверхностных волн известен как волны Рэлея , а упругое рассеяние электромагнитных волн называется рэлеевским рассеянием . Рэйл , единица удельного акустического импеданса , также названа в его честь. Рэлей также был награжден (в хронологическом порядке):
Лорд Рэлей был одним из первых награжденных Орденом Заслуг (OM) в списке коронационных наград 1902 года , опубликованном 26 июня 1902 года [25] , и получил орден от короля Эдуарда VII в Букингемском дворце 8 августа 1902 года. [26] [27]
Сэр Уильям Рэмзи , его коллега по расследованию с целью открытия аргона, в разговоре с леди Рэмзи во время его последней болезни описал Рэлея как «величайшего человека из ныне живущих». [28]
Х. М. Хайндман сказал о Рэлее, что «ни один человек никогда не проявлял меньшего сознания своего великого гения» [28] .
В честь лорда Рэлея Институт акустики спонсирует медаль Рэлея (учреждена в 1970 году), а Институт физики спонсирует медаль и премию Джона Уильяма Стрэтта, лорда Рэлея (учреждены в 2008 году).
Многие из его работ по смазке [29] теперь признаны ранними классическими вкладами в область трибологии . За эти вклады Дункан Доусон назвал его одним из 23 «Людей трибологии» . [30]
В часовне Святого Андрея в Вестминстерском аббатстве есть памятник, созданный Дервентом Вудом . [31]
